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必看! 3D遠(yuǎn)距攝影原理探討
必看! 3D遠(yuǎn)距攝影原理探討
時(shí)間:2010-09-26  來(lái)源:3D中國(guó)論壇  作者:snkv3000   
 

一.人眼知識(shí):

                  

 A.人為什么會(huì)有立體視覺(jué)?

我認(rèn)為主要有下面幾個(gè)原因:

 a.人有2只眼睛,而且位于一側(cè)(區(qū)別于魚(yú)和馬等動(dòng)物)。

 b.人眼的分辨率很高!可提供足夠多的3D信息。(延伸閱讀:7樓---人眼分辨率)

 c.人眼不會(huì)放大或者縮小物體。

 d.人眼立體感,是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的。而且與外界是對(duì)等的。(在小小的半球形構(gòu)體內(nèi))

 e.人眼其實(shí)是復(fù)眼。我們看見(jiàn)的畫(huà)面其實(shí)是無(wú)數(shù)小畫(huà)面拼接而成。(延伸閱讀:7樓)

 f.人眼的視網(wǎng)膜是球形分布的!

1.保證了人眼在任何角度看到的直線,都是直的??臻g關(guān)系不會(huì)畸變。

2.外界的立體關(guān)系,都能對(duì)應(yīng)到這個(gè)半球形的構(gòu)體中。使人產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。(這就是為什么在電影院里看IMAX 3D那么逼真的原因。)

 B.人眼的正常視覺(jué):

 a.平視前方,單眼的最舒適視角大概是50°。

  b.在這50°形成的視面中,橫向35°,上下20°,是最佳視覺(jué)面積。
 (超過(guò)的部分也能看見(jiàn),但會(huì)模糊。)
(35°曲線長(zhǎng)÷20°曲線長(zhǎng)≈16:9,接近黃金比例。)

 c.在最佳視覺(jué)面積里,人眼在注視時(shí)角度還要小些。比如大家現(xiàn)在正在看這段文字時(shí),注視視角則大約縮至為20°,如果是看電視,還會(huì)更小。很類似于現(xiàn)在的超寬屏電影效果。

                  

另外有人發(fā)現(xiàn),按推薦標(biāo)準(zhǔn)買回來(lái)的平板電視,往往感覺(jué)選“大”了,就是這個(gè)原因。

                  

 人眼的分辨力是指人眼對(duì)所觀察的實(shí)物細(xì)節(jié)或圖像細(xì)節(jié)的辨別能力,具體量化起來(lái)就是能分辨出平面上的兩個(gè)點(diǎn)的能力。人眼的分辨力是有限的,在一定距離、一定對(duì)比度和一定亮度的條件下,人眼只能區(qū)分出小到一定程度的點(diǎn),如果點(diǎn)更小,就無(wú)法看清了。根據(jù)人眼的分辨力,決定了影視工作者力求達(dá)到的影像清晰度的指標(biāo),也決定了采用圖像像素的合理值。人眼分辨圖像細(xì)節(jié)的能力也稱為“視覺(jué)銳度”,視覺(jué)銳度的大小可以用能觀察清楚的兩個(gè)點(diǎn)的視角來(lái)表示,這個(gè)最小分辨視角稱為“視敏角”。視敏角越大,能鑒別的圖像細(xì)節(jié)越粗糙;視敏角越小,能鑒別的圖像細(xì)節(jié)越細(xì)致。

二.照相機(jī):

A.來(lái)歷:

仿生學(xué)。通過(guò)模仿眼睛的成像原理而制成。但是不完美:比如視圖變形,比如寬容度低,CCD/COMS是平面的等等。說(shuō)白了就是:用照相機(jī)來(lái)再現(xiàn)3D,先天就有缺陷。


                  



      B.何為標(biāo)準(zhǔn)視角:

        當(dāng)單反鏡頭的焦距和影像傳感器對(duì)角線距離幾乎相等時(shí),單反和人的視野及其視角才相似。要具有標(biāo)準(zhǔn)視角,35mm膠卷相機(jī)的焦距需為50mm左右;APS-C畫(huà)幅單反,比如佳能500D,COMS大小為22.3×14.9 mm,則需要30mm(50÷30≈1.6 這就是1.6換算系數(shù)的由來(lái))。中畫(huà)幅,比如哈蘇503CW,COMS大約為60mm×45mm,焦距需為75mm。(系數(shù)為:0.66)



                  



            參考:

            http://baike.baidu.com/view/1263809.htm?fr=ala0

            http://baike.baidu.com/view/1252729.htm?fr=ala0

            http://baike.baidu.com/view/2616780.htm?fr=ala0

                  



      C.人像鏡頭:


         一般認(rèn)為焦段處于85mm的鏡頭最適合拍攝人像,透視變形最小。前面說(shuō)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)視角的由來(lái),50mm不是更標(biāo)準(zhǔn)嗎?我猜測(cè),呵呵,僅僅是猜測(cè),前面不是講了是純理論嘛:人眼的視網(wǎng)膜(相當(dāng)相機(jī)的CCD)是球形的,看東西是不會(huì)變形的,尤其是在這個(gè)立體的世界中。而相機(jī)處于標(biāo)準(zhǔn)視角時(shí),在視圖的邊緣,以及在透視關(guān)系中,還是會(huì)變形。而85mm相當(dāng)于是在50mm基礎(chǔ)上裁剪而來(lái),保留的是中心部分,保留的也是精華。當(dāng)然這是打比方。而且事實(shí)上也是越遠(yuǎn)焦鏡頭,成像變形越小。
 

        那我們選200mm的照人像行不行?也行,但是麻煩啊,攝影師想拍全身像得站多遠(yuǎn)?世界是矛盾的,又是統(tǒng)一的,統(tǒng)一的結(jié)果就是:85mm是最佳選擇。

        還有一點(diǎn)就是:85mm相對(duì)于50mm,在CCD大小不變的情況下,有放大的效果。

        下面再?gòu)闹薪圭R頭的角度講這個(gè)問(wèn)題:

        通常把標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的大約2倍附近的焦距稱為中焦鏡頭,常用的有85mm,100mm(或105mm),135mm三種。中焦鏡頭適當(dāng)?shù)木哂型h(yuǎn)效果,是標(biāo)準(zhǔn)鏡頭視角的1/2,那樣可以去除不必要的景物,突出主題,同時(shí)又不像長(zhǎng)焦距鏡頭那樣過(guò)于壓縮空間感,造成縱向景物的平面化,因此用于拍攝人像的話,臉部和身體的立體感恰到好處能夠體現(xiàn),如果有條件,盡量使用大光圈拍攝,可以虛化背景,浮現(xiàn)人像主體。

      D.不同焦段的鏡頭,可視角度是不同的。

            附圖:【1°= 60′(1度= 60分)】



                  



      E.換算公式:  

            不管鏡頭有多復(fù)雜,都可以想象成一個(gè)凸透鏡。凸透鏡成像有個(gè)著名的公式:

            高斯成像公式:1/u + 1/v = 1/f  (物距:u  像距:v  焦距:f)

            物距:物體到透鏡(組)光學(xué)中心的距離
            像距:所成的像到透鏡(組)光學(xué)中心的距離
            焦距:透鏡的焦點(diǎn)到透鏡(組)光學(xué)中心的距離

            在凸透鏡成像的研究中:

            當(dāng)物距大于二倍焦距,則像距在一倍焦距到二倍焦距之間,成倒立縮小實(shí)像

            (物距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí),像距無(wú)限接近一倍焦距)

            當(dāng)物距在一倍焦物到二倍焦距之間,則像距大于二倍焦距,成倒立縮小實(shí)像

            當(dāng)物距等于二倍焦距,則像距等于二倍焦距,成倒立等大實(shí)像

            當(dāng)物距小于一倍焦距,則光屏上沒(méi)有像,成正立放大虛像



                  




      F.焦距與成像:

        鏡頭的焦距決定了被攝體在膠片上所成影像的大小。假設(shè)以相同的距離面對(duì)同一物體進(jìn)行拍攝,那么鏡頭的焦距越長(zhǎng),則被攝體在膠片上所形成的影像就越大。(成正比)

        例如,使用100mm鏡頭所拍攝的影像,其高度和寬度都是在同一架照相機(jī)上使用50 mm鏡頭所拍攝影像的2倍。

      G.關(guān)于望遠(yuǎn)效應(yīng):

        個(gè)人認(rèn)為:鏡頭絕大多數(shù)都可看成凸透鏡:可能具有放大作用,比如特殊條件下的微距攝影;但正常情況下并不發(fā)揮放大作用。而在實(shí)踐中,往往會(huì)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)焦鏡頭也有放大的作用,這不是因?yàn)橥雇哥R本身物理特性造成的。焦距越長(zhǎng)的鏡頭,可視角越小,相應(yīng)的可視范圍越小。比如佳能500D使用55-200mm鏡頭時(shí),在55mm端的可視范圍大,在200mm端范圍小。但是在這2種情況下,500D的CCD尺寸并沒(méi)有變。在200mm端,雖然范圍變小了,但是變“小”的范圍卻依然完整的平鋪在CCD上,反而變“大”了。



                  

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